FUERZAS TANGENCIALES EN PAVIMENTOS RIGIDOS

FLORES QUISPE EDOSN ARIEL

Universidad Mayor de San Simón Facultad de ciencias y tecnología

Carrera de Ingeniería Civil

Resumen: Las fuerzas tangenciales sobre los pavimentos rígidos causan daños severos ya que estas fuerzas se incrementan debido a la geometría del pavimento (bajada o subida) y también tenemos que tener mucha consideración el tipo de vehículo que va a circular y la velocidad con la que va. Es por ésta razón que se producen distintos daños, irregularidades que reducen el nivel de servicio del

pavimento. Estas fuerzas es producto de cargas dinámicas producidas por variedades de ejes que circulan por

un pavimento, también de ve tomarse en cuenta las resistencias que se oponen a la fuerza de aceleración que ejerce un vehículo ya que entre esas resistencias, las más importantes son:

resistencia del aire, resistencia de rodadura y resistencia de pendiente.

Abstract: Tangential forces on rigid pavements cause severe damage because these forces are increased due to the geometry of the surface (rising or falling) and also have to take much

consideration the type of vehicle that will move and how fast it goes. It is for these reasons that damage other irregularities that reduce the level of service pavement occur.

  These forces is the result of dynamic loading axis by circulating varieties for paving, see also taken into account the resistances that oppose the acceleration force exerted by a vehicle as between

these resistances, the most important are: resistance of air and rolling resistance of climbing resistance.

Palabras clave (fuerzas tangenciales, pavimentos rígidos, cizallamiento, coeficiente de fricción,

grietas y tipos de resistencias en pavimentos, nivel de servicio en pavimentos.)

1. INTRODUCCION

Los neumáticos de los vehículos se apoyan sobre el pavimento produciendo una huella distinta para cada tipo de vehículo que depende de la presión de inflado, carga por rueda velocidad y estado de la superficie.

Cuando el vehículo presenta un pequeño movimiento uniforme existe presiones verticales sobre el pavimento y cuando presenta un movimiento mayor además de variar la forma de la huella aparecen fuerzas tangenciales debido al rozamiento, irregularidades del pavimento y cambios de trayectoria.

La distribución de presiones dentro el área de contacto (neumático- pavimento) no es uniforme si es que fuese existiría deterioros de la carpeta en el lugar en especifico. Antes solía considerarse una presión de contacto promedio y una superficie aparente pero esta presión tangencial mucho depende de la presión de inflado del neumático.______________________________________Para ver estas fuerzas tangenciales es necesario estudiar la geometría de la superficie de rodamiento, la resistencias que actúan sobre el vehículo, saber qué tipo de vehículos circulan constantemente, la velocidad a la que van estos vehículos y la adherencia entre el neumático y el pavimento (coeficiente de fricción en presencia del agua).

Nota. Sé investigó que algunas fallas presentadas en la superficie del pavimento se deben, a que no hay una buena estabilización en las capas de base y la sub rasante ( presentan valor soporte de california bajos)

Fig.1. Sección transversal del pavimento rígido

1.1 Efectos dinámicos producidos por ejes en pavimentos rígidos

Estos efectos dinámicos de los vehículos en movimiento se transforman en impactos y vibraciones estos vehículos en movimientos trasmiten una carga de magnitud variable que varía mucho con la velocidad y el tipo pavimento (rígido o flexible).

Fig. 2 Esfuerzos de compresión y tracción debido a la flexión en pavimentos rígidos

Los máximos suelen ser un 40%-50% superior a los normales, con carga estática y esto se refleja en el pavimento en forma de presión de contacto y incremento de la superficie de huella.

Las fuerzas tangenciales influyen también en el estado tensodeformacional del pavimento y cuando se origina estas deben ser resistidas en los 7-9 cm superiores de la carpeta así neutralizando estas cargas en profundidades superiores a estas.

Fig. 3. Deformación debida a presión estática del vehículo.

1.3 Características dinámicas que ayudan a disminuir estas fuerzas Son todas aquellas resistencias que le permiten al pavimento disminuir la fuerza tangencial, debido al derrapa miento que suele ocasionar dicho vehículo, las cuales son:

a) Resistencia del aire: está relacionada con el área transversal del vehículo.

b) Resistencia ala pendiente:

B.1.-Subida cuando el vehículo esta de subida el peso del vehículo actúa hacia abajo y esto crea una fuerza que actúa en dirección opuesta al movimiento conocida como resistencia a la pendiente.

B.2.-Bajada en este caso es muy desfavorable para el pavimento ya que si el vehículo va con una velocidad a esta se incrementa el peso del vehículo que ocasiona una fuerza en la misma dirección del movimiento incrementando la fuerza tangencial que será transmitida en la carpeta.

c) Resistencia al rodamiento: Estas fuerzas son debidas principalmente al efecto de fricción en las partes movibles del vehículo estas dependen del tipo de vehículo y del tipo de pavimento o para nuestro caso el pavimento rígido el cual ofrece buena rugosidad en comparación del pavimento flexible.

1.4. Daños debido a fuerzas cizallantés

1.4.1Despostilla miento de LosaEs la Desintegración de los bordes de las juntas formando un ángulo.

1.4.2 Grietas

Las grietas son manifestaciones muy frecuentes de fallas causadas por la contracción del concreto, acción de cargas de tráfico (paso de vehículos pasados ) ,Con la ayuda de de arcillas expansivas que suele presentar la sub base, las cuales se clasifican según su severidad .

1.4.3 Baches

Son zonas específicas de la carpeta de rodamiento que se han desintegrado por acción de fuerzas de impacto del tránsito, y en la mayoría de los casos como una combinación de fallas producidas por grietas, deformaciones y bombeo. 1.5 Solución

Una solución más factible seria poner bermas acotadas con pasa juntas (barras de unión corrugadas) tener buen sellante en las junas transversales y longitudinales proyectar capas de rodamiento cuya resistencia a este esfuerzo cortante (esfuerzo tangencial) sea suficientemente alta para garantizar que no se produzcan grietas, roturas o deformaciones por cizallamiento.

Se debe realizar una evaluación (Investigación en el campo sobre el tráfico promedio diario anual (TPDA), número de ejes equivalentes de (ESALs), tráfico generado y el tráfico desviado).

Realizar el mantenimiento frecuente del estado de las vías, ya que de esta manera se podrán reparar los daños producidos en la misma, aplicando el tratamiento respectivo para cada tipo de daño encontrado.

REFERENCIAS

1.ANGUAS, M. C. A. P. Y. P. G. (1998). DIANOSTICO DE LAS CARACTERISTICAUPERFICIALES DE LOS PAVIMENTOS. 1, 49.

2.-Cárdenas, J. O. R., Cevallos, K. F. S., & Vizcaíno, F. R. G. (2013). Mantenimiento de una Losa de Concreto Hidráulico en un Pavimento Rígido., 180.

3.-CARDENAS, R. C. Y. M. J. (1998). INGENIERIA DE TRANSITO. 5, 539.

4.-CASTRO., R. E. S., & ORTIZ., Á. V. S. (2009). “ANÁLISIS DE FUERZAS DEL TREN MOTRIZ EN VEHÍCULOS PESADOS”. 128.

5.-Kauffmann, I. L. F. A. (2007). PAVIMENTOS RÍGIDOS

6.-METODOLOGÍA DE MEDICIÓN, POSIBLES CAUSAS DE DETERIORO Y REPARACIONES. 1, 91.